% INF3105 — Structures de données et algorithmes % UQAM — Département d'informatique % Plan de cours — Été 2022 * Horaires, locaux et enseignants: * Site web du cours: Responsable(s) du cours ======================= Coordination ------------ Beaudry, Éric PK-4635 Enseignement ------------- Beaudry, Éric Description =========== Objectifs --------- Approfondir les connaissances des structures de données et des algorithmes et les appliquer à la résolution de problèmes. Sommaire du contenu ------------------- - Rappels sur les types abstraits de données. - Analyse et complexité des algorithmes. - Abstractions de données et de contrôle. - Collections et les structures de données nécessaires à leurs réalisations. - Arbres équilibrés, tables de hachage, graphes. - Bibliothèques publiques ou normalisées. Méthodologie pédagogique ------------------------ Ce cours comporte une séance obligatoire de laboratoire (2 heures). Préalables académiques ---------------------- - INF1132 -- Mathématiques pour l'informatique *ou* MAT1060 -- Mathématiques algorithmiques - INF2120 -- Programmation II Laboratoires ------------ Le cours comporte une séance de laboratoire de 2 heures par semaine. **Les laboratoires commencent dès la première semaine.** Un accompagnement aux laboratoires sera offert par une démonstratrice ou un démonstrateur. Pour chaque laboratoire, cette personne présentera au groupe le déroulement de l'activité et les tâches proposées. Pour certains laboratoires, une solution pourra être présentée. Contenu détaillé ================ **Introduction et rappels.** Types abstraits de données. Abstraction. Encapsulation. Principes généraux de génie logiciel : qualités d'un logiciel, modularité et généricité. **Introduction au langage C++.** Fichiers d'entête et sources. Compilation. Fondements du langage. Mots-clés. Types de base. Instructions de contrôle d'exécution. Variables et leur portée. Pointeurs et références. Énoncés et expressions. Tableaux. Fonctions. Opérateurs. Entrées et sorties. Bibliothèque standard. Gestion de la mémoire. Programmation orientée objet en C++ et mécanisme de classe. Mécanisme de gabarits (*templates*) en C++. Style. **Analyse et complexité des algorithmes.** Complexité temporelle et spatiale. Notation grand O. Analyse empirique. Analyse asymptotique. Analyse du pire cas, cas moyen et analyse amortie. Études de cas: Algorithmes de tri. **Structures de données linéaires.** Tableaux génériques. Piles. Files. Listes simplement et doublement chaînées. Itérateurs de liste. **Structures de données avancées.** Arbres : définitions, représentations, parcours, etc. Arbres binaires de recherche. Arbres équilibrés. Arbres AVL. Arbres rouge-noir. Itérateurs d'arbres binaires de recherche. Dictionnaires. Arbres B. Monceaux (*heap*). Files prioritaires. Arbres spécialisés : arbres d'intervalles, arbre d'expressions. **Tables de hachage.** Adressage dispersé. Tables de hachage. Collisions et leur gestion. **Bibliothèques normalisées.** Survol de bibliothèque standard de C++ (`libstdc++`). Aperçu des structures de conteneur dans la `libstdc++` et l'API Java (*Java Collections*). **Graphes.** Définitions. Représentations. Parcours de graphe: recherche en profondeur, recherche en largeur. Extraction de composantes connexes et fortement connexes. Algorithme de Tarjan. Algorithmes de Dijkstra et de Floyd-Washall. Arbre de recouvrement minimal. Algorithmes de Kruskal et de Prim-Jarnik. Évaluation ========== Éléments d'évaluation --------------------- Description sommaire Semaine(s) Pondération (%) ------------------------------------- --------------- ----------------- Quiz (meilleur de deux) 4 et 13 5 Examen mi-session 8 (7 mars) 20 Examen final 15 (25 avril) 25 TP1 - Tableaux dynamiques 3 à 5 5 TP2 - Application simple 5 à 7 10 TP3 - Arbres binaires de recherche 7 à 9 10 TP4 - Application avancée 9 à 12 10 TP5 - Graphes et application (ind.) 12 à 15 15 En cas de divergences avec l'entente d'évaluation, les modalités de l'entente d'évaluation prévalent. Travaux d'équipe ---------------- Tous les travaux pratiques doivent être réalisés seuls ou en équipe de deux. Lorsqu'un TP est réalisé en équipe, tous les membres de l'équipe doivent participer à toutes les parties du travail. Aucune équipe de trois ne sera permise. En cas de doute sur l'originalité des travaux, un examen oral sera exigé. Une pénalité de retard de 5% par heure de retard sera appliquée pour les travaux pratiques. Après 20 heures de retard, la note de zéro est automatiquement appliquée. Seuil de passage ---------------- Pour obtenir une note de passage (D ou mieux), l'étudiant doit obtenir: - au moins 50% dans la moyenne cumulée aux examens et quiz; et - au moins 50% dans la moyenne cumulée aux travaux pratiques et laboratoires. Si l'un de ces seuils n'est pas atteint, la mention échec (E) sera automatiquement attribuée au cours, et ce, quelles que soient les notes pouvant avoir été obtenues dans l'autre partie. Cela est communément appelé le critère du double seuil de passage. Obtenir 50 % ou plus aux examens et aux travaux pratiques ne garantit pas l'obtention d'une note de passage (D ou mieux). Attribution des notes --------------------- Les seuils des notes littérales (A+, A, ..., D) sont déterminés à la fin. Autres dispositions ------------------- La qualité de présentation est sujette à évaluation. Sans s'y limiter, cela inclut le style de codage, la qualité de présentation de rapport, l'anglais et le français utilisé. Aide académique =============== En plus des séances de consultation et de laboratoire, d'autres aides seront offertes. Un auxiliaire d'enseignement sera disponible pour de l'aide technique sur le langage C++. L'équipe du cours tentera aussi de répondre aux questions sur le canal INF3105 dans l'instance Mattermost du Département d'informatique (). Les moniteurs de programmes du département peuvent également aider les étudiants (voir ). Médiagraphie ============ \[1\] **Beaudry, Éric**. *Notes de cours : INF3105 -- Structures de données et algorithmes*. (**obligatoire**) \[2\] **Goodrich, M.T., Tamassia, R., Mount, D.**. *Data Structures & Algorithms in C++* (Second Edition). Wiley, 2011, 714 pages. (recommandé) \[3\] **Bjarne Stroustrup**. *A Tour of C++* (Second Edition). Addison-Wesley, 2018. (recommandé) \[4\] **Leiserson Cormen et Stein Rivest**. *Introduction to Algorithms*, Third Edition. MIT Press, 2009. (complémentaire)